En ciblant les cellules cancéreuses avec des nanoparticules, ce laser les détruit sans abîmer les cellules saines

Les traitements conventionnels visant à éradiquer les tumeurs cancéreuses sont potentiellement nuisibles pour les cellules saines. Pour éviter ces dommages collatéraux et améliorer le soin de millions de personnes, des scientifiques ont mis au point un processus qui utilise des nanoparticules ainsi qu’un faisceau laser. DGS vous explique tout sur cette technique novatrice.

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Une équipe de scientifiques de l’université de Cincinnati a développé plusieurs modèles de nanoparticules à base d’oxyde de fer dans le but de détecter, diagnostiquer et détruire les cellules cancéreuses via la thérapie photothermique (PTT). La PTT utilise des nanoparticules pour concentrer l’énergie de la chaleur induite par la lumière uniquement dans la tumeur, ne nuisant pas aux cellules normales adjacentes.

Andrew Dunn, doctorant en génie des matériaux, travaille sur ce projet avec Donglu Shi, professeur à l’université de Cincinnati, David Mast, professeur agrégé de physique au College McMicken des Arts et des Sciences et Giovanni Pauletti, professeur agrégé au James L. Winkle College of Pharmacy.

L’équipe a testé avec succès sur des cellules vivantes de souris l’efficacité de leur duo de nanoparticules (certaines ciblent les cellules cancéreuses, les autres livrent le traitement) en combinaison avec la PTT. La Food and Drug Administration (FAD) a approuvé l’utilisation de nanoparticules d’oxyde de fer chez l’homme, la thérapie photothermique pourrait donc être utilisée prochainement pour le traitement du cancer humain, dans le cas de tumeurs localisées.

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Cette technologie utilise un faisceau laser de faible puissance qui est dirigé vers la tumeur où se trouve une petite quantité de nanoparticules d’oxyde de fer magnétique. Une chaleur suffisante est ensuite générée localement par la lumière laser et la température de la tumeur augmente rapidement au-dessus de 43 degrés Celsius, les cellules cancéreuses sont ainsi brûlées. Ce traitement particulier n’implique pas de médicament, il génère seulement de la chaleur localement dans la tumeur, il comporte donc beaucoup moins d’effets secondaires que les traditionnels traitements de chimiothérapie ou de radiothérapie.

« Ce traitement est idéal car il cible directement les tumeurs », explique Donglu Shi. « Les nanomatériaux entrent seulement dans les cellules cancéreuses et les rendent visibles. Elles sont ensuite brûlées et éliminées sans nuire aux cellules saines environnantes. » Donglu Shi ajoute que les médecins sont souvent frustrés par les moyens actuels d’imagerie (IRM ou tomodensitométrie) car ils nécessitent habituellement trois ou quatre étapes avant de détecter les tumeurs. Il a déclaré : « Grâce à la technologie des nanomatériaux, nous pouvons détecter une tumeur précoce et la tuer en même temps. »

Chaque tumeur possède une protéine spécifique appelée ligand et qui varie d’un cancer à un autre. Des scientifiques identifient ces biomarqueurs spécifiques à une certaine tumeur puis les conjuguent sur des nanoparticules afin qu’elles ne ciblent que ce type particulier de cellules cancéreuses. Ces nanoparticules sont si petites qu’elles peuvent briser la membrane cellulaire et entrer à l’intérieur même de la cellule cancéreuse. Elles sont envoyées dans le sang par une veine et circulent partout dans le corps. Lorsqu’elles ont trouvé une tumeur, elles entrent à l’intérieur et libèrent leurs particules fluorescentes pour que les tumeurs puissent être facilement localisées. Ensuite, la lumière laser chauffe les nanoparticules à au moins 43 degrés Celsius pour tuer les cellules cancéreuses, laissant intactes toutes les autres cellules du corps.

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Finalement, la procédure peut être réalisée par le patient lui-même après une formation qui lui apprendra à diriger un petit dispositif laser sur la zone affectée pendant un court laps de temps, opération à effectuer deux à trois fois par jour. Cette méthode peut donc améliorer le taux de réussite des thérapies visant à soigner le cancer tout en réduisant leurs coûts. Les futures recherches sur ces nanoparticules utilisées en photothermie porteront sur la toxicité, la biodégradabilité et la compatibilité de ce traitement. Donglu Shi rapporte que son équipe travaille actuellement sur des nanoparticules naturelles comme la chlorophylle végétale qui est à la fois comestible et photothermique. Ce matériau est biocompatible, biodégradable et peut potentiellement rester dans les cellules tumorales jusqu’à leur élimination puis être dissous dans le système digestif.

L’efficacité et la précision de cette technique sont tout simplement phénoménales ! Au bureau, on félicite tous les chercheurs qui ont participé à la mise au point de ce processus et on les encourage dans leur recherche de nanoparticules biodégradables. Cela nous rappelle la prodigieuse graine capable de détruire les tumeurs. Pensez-vous que le cancer sera bientôt vaincu par l’alliance des plantes et des nanoparticules ?